Celulose bacteriana: explorando influências na produção por bactérias do ácido acético
Data
2023-09-29
Autores
Catarino, Rebeca Priscila Flora
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Resumo
Bioprocessos permitem a obtenção de novos produtos de importância econômica nos diversos setores industriais. Na categoria dos biopolímeros a celulose bacteriana (CB) se destaca como um exopolissacarídeo obtido por fermentação acética com estrutura semelhante a celulose vegetal e características que permitem sua aplicação na indústria alimentícia como espessante, estabilizante, filmes e matriz para imobilização de compostos bioativos. Entretanto, a viabilidade econômica deste produto está fortemente atrelada ao rendimento e ao elevado custo de produção. Dentre os fatores que limitam a produção de CB em larga escala destacam-se o cultivo e manutenção de células viáveis, a formulação de meio de cultivo de baixo custo, e o controle do método de cultivo empregado. O objetivo deste trabalho foi investigar a influência da cepa, meio de cultivo e método no bioprocesso para a produção de celulose bacteriana por bactérias do ácido acético e otimizar a produção de CB partir de um meio de baixo custo formulado a base de sacarose e soro de leite. A otimização da produção de CB pela cepa Komagaeibacter intermedius V-05 a partir do meio alternativo foi conduzida utilizando Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) por meio de delineamento central composto (CCD), considerando as variáveis concentração de soro de leite, concentração de sacarose e pH. A fermentação foi conduzida em cultivo agitado (150 RPM) à 30 ºC por 7 dias. O material obtido foi caracterizado por espectroscopia de infravermelho (FTIR), difração de raios-X (DRX), termogravimetria (TG/DTG) e capacidade de retenção de água (CRA). Neste estudo, utilização de fontes de C e N alternativas influenciou na forma da CB obtida, sendo observada a formação de suspenção fibrosa e massa irregular dispersa no meio de cultivo. O rendimento (1,05 g L-¹) a partir do meio otimizado (22.52 g L-¹ sacarose, 43.80 g L-¹, soro de leite e pH 5.39) foi equivalente ao meio padrão Hestrin-Schramm (0.96 g L-1), demonstrando que o meio formulado pode substituir o meio convencional nas condições de cultivo utilizadas para a cepa K.intermedius V-05. A caracterização da CB comprovou sua elevada cristalinidade (82.40% 89.12%), estabilidade térmica (235 ºC - 310 ºC), capacidade de retenção de água (223.41 - 227.11g) e pureza. Apesar da versatilidade do biopolímero, o rendimento e o custo da produção são fatores limitante para a consolidação da CB em algumas áreas de aplicação. Entretanto, a utilização de cepas eficientes, matéria-prima de baixo custo, adequação e controle do método de fermentação, bem como o conhecimento sobre a interação destes fatores são estratégias que contribuem para a viabilidade econômica do processo em escala industrial.
Descrição
Palavras-chave
Fermentação acética, Komagataeibacter, Otimização, Resíduos agroindustriais, Biopolímeros